摘要：针对深空探测对长寿命碳纳米管场发射阴极的应用需求,从CNTs场发射阴极失效的机制分析出发,提出了长寿命CNTs场发射阴极的性能优化方案。采用图形化设计的CNTs发射簇结构可有效降低CNTs发射体表面的场强屏蔽效应,提升阴极的有效发射面积,避免电流集中于部分CNTs从而引起热量累积。提出一种转移键合工艺,将CNTs发射体与衬底的接触由分子力维持转变为金属层熔融键合,提高阴极的机械稳定性并降低了电/热阻抗。在高真空环境下对样机进行性能测试,优化后的CNTs场发射阴极样机实现了0~1 mA的电流范围、550 h的连续发射试验,证明了阴极优化后的长周期稳定性。

摘要：星载加速度计是低低卫星跟踪卫星技术探测地球重力场的核心载荷,由于加速度计载荷设计复杂且精细度要求高,GRACE和GRACE Follow-On等低低卫星跟踪卫星均存在仅有单加速度计工作的情况,为保障重力卫星任务顺利实施,须要在单加速度计观测条件下完成数据移植工作,现阶段尚无关于加速度计移植算法误差来源的研究.这里详细分析了移植算法的噪声来源,并评估了移植误差对重力场建模精度的影响.结果表明:移植误差主要来源于双星重复飞行的位置差异、姿态差异、时间延迟和卫星自身参数误差;当移植误差小于1×10^(-9)m/s2时,地球重力场的反演精度与双加速度计同时工作时的反演精度差异较小,对应需求为双星重复飞行的位置差异小于1000 m、姿态差异小于1°.

摘要：采用微纳加工工艺制备了硅基微机电(MEMS)超高灵敏度加速度计,并针对超高灵敏度MEMS加速度计进行了结构设计及仿真。通过独特自主的体硅一体化刻穿工艺加工出MEMS加速度计敏感结构,测得MEMS加速度计噪声谱密度在1 Hz处为0.3 ng/Hz1/2,46 h偏值稳定性为740 ng,量程1 mg,带宽10 Hz,抗随机振动可达8 g(RMS),抗冲击过载1000 g。相比于传统的高精度加速度计,本文提出的基于微纳加工工艺的硅基超高灵敏度MEMS加速度计体积小、重量轻、环境适应性强,具有可批量化生产和成本低的优势,有望用于对灵敏度有较高要求的微震测量、微重力环境应用、空间探测等领域。

摘要：介绍一种基于微机电系统传感技术(MEMS)制备的ng级微震仪,利用MEMS技术开发的微震仪采用加速度输出,具有极低的固有噪声、高的矢量保真度和良好的低频响应,与已商业化的Nanometrics Trillium Compact微震仪性能相当。MEMS微震仪竖直轴器件采用弹簧结构预拉伸设计来克服地球上1 g的重力,使得检验质量在正常工作时处于工作点平衡位置。利用基于边缘效应的电容位移传感技术,大幅提高位移传感灵敏度,保证仪器在相同带宽范围内具有与商用微震仪相当的测量分辨率,从而实现对地脉动振动峰观测。采用互谱相关法对MEMS微震仪及商用微震仪采集的数据进行处理,实验评估MEMS微震仪噪声谱密度优于1×10^(-8)m/s^(2)/√Hz@0.1~10 Hz(1 ng/√Hz@0.1~10 Hz)。在实验室内,MEMS微震仪成功监测到2019年12月26日18时36分湖北省孝感市发生的4.9级地震,初步证明了MEMS微震仪具有地震监测的能力。本文将对MEMS微震仪的工作原理、结构、工艺加工和静态噪声测试、环境适应性测试、原理样机研制情况进行详细介绍。

摘要：介绍了引力波探测任务中惯性传感器的需求、工作原理和发展,重点讨论了LISA Pathfinder卫星惯性传感器的研究进展。对比天琴计划需求分析,讨论了天琴惯性传感器的设计要点,在此基础上给出了天琴惯性传感器的初步设计和噪声分析。最后,介绍了天琴一号惯性传感器在轨测量结果和后续研究计划。

摘要：光数字信号处理(DSP)芯片在通信、计算机、消费类电子产品等领域有广泛地应用,针对DSP芯片的载波恢复(CR)算法进行研究,讨论了在多种情况下算法的最优工程设计.首先对光传送链路进行建模,通过蒙特卡洛法确定了16QAM时信噪比与误码率BER的关系,在BER=0.02的情况下确定了RSNR,然后建模分析了误码率与Pilot符号数以及净荷符号数的关系,通过插值方式进行净荷相位补偿,最终给出在导频符号数为9,总符号数为826时,导频开销取最小值1.09%,并给出导频符号数与线宽的定量关系.针对CR算法的定点量化设计,首先通过分析确定了接收端符号的整数位长度;然后计算不同小数位时CR算法所占用的资源函数,并分析量化噪声对性能的影响,给出量化噪声在相位补偿过程中引入的相噪函数;最后构造多目标约束下的资源最优化模型,并基于最优参数解设计了相应的CR算法流程图.

摘要：研制了一套铯原子喷泉钟系统作为精密重力测量国家重大科技基础设施的本地时标,并最终溯源到国际单位制“秒”定义.描述了铯原子喷泉钟的整体设计方案,包括真空物理系统、光学系统、微波综合链和电子学控制系统.实验上实现了原子的上抛和捕获,成功地扫描到Ramsey条纹.获得的Ramsey中心条纹线宽0.911(2)Hz,条纹对比度约为90.8%.通过将喷泉钟本地振荡器锁定到Ramsey中心条纹,并与氢钟比对,测得铯原子喷泉钟的频率稳定度为3.2×10^(-13)τ^(-1/2)(τ为测量时间).同时讨论了影响频率稳定度的各贡献项及后续提升方案.

摘要：介绍了月球/中继星激光测距的科学意义、研究状况和发展趋势;研究了地月第二拉格朗日点(L2点)纯反射式激光测距技术和任务设计,主要包含单体大孔径激光角锥反射器的设计与研制,以及基于云南天文台1.2 m望远镜的月球/中继星激光测距系统研究。研究结果表明:采用单脉冲能量3 J和10 ns脉宽脉冲激光器,预期系统能接收到的单脉冲回波光电子数约为0.74,单光子测距精度优于1 m。

摘要：探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主要研究进展,将为相关领域学者和专家提供技术研究的参考和合作交流的平台,并将积极推动我国空间引力波探测计划的研究进程。